[發明專利]一種基于IEEE1588協議的雙補償時鐘同步方法

有效

• 申請號: 202010710311.2
• 申請日: 2020-07-22
• 公開（公告）號: CN111812970B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 符強;董興波;孫希延;紀元法;任風華;郭寧;付文濤
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G05B11/42
• 分類號: G05B11/42
• 代理公司: 桂林文必達專利代理事務所(特殊普通合伙) 45134
• 代理人: 張學平

1.一種基于IEEE1588協議的雙補償時鐘同步方法，其特征在于，包括：

將三維粒子群中的每組粒子初始化，并利用對應個體值對被控對象進行控制；

利用獲取的環境因子對粒子群算法進行改進，得到對應的每組個體的適應度值；

根據所述適應度值對種群參數進行迭代更新，直至達到設定的同步精度，得到對應的優勢個體；

根據PID控制器控制參數值得到優化后的時鐘偏差值，并結合卡爾曼濾波對時鐘飄移和時鐘偏差進行濾波，完成對系統的預測和補償；

利用獲取的環境因子對粒子群算法進行改進，得到對應的每組個體的適應度值，包括：

獲取相鄰兩次粒子迭代過程中的第一次迭代記憶的個體優勢位置，并與獲取的環境因子相乘后，分別計算出相鄰兩次迭代產生的記憶適應度值和實際適應度值；

利用獲取的環境因子對粒子群算法進行改進，得到對應的每組個體的適應度值，還包括：

若所述實際適應度值小于或等于所述記憶適應度值，則將第二次迭代得到的優勢位置作為所述粒子第二次迭代的個體優勢位置；

若所述實際適應度值大于所述記憶適應度值，則將第一次迭代得到的個體優勢位置與所述環境因子的乘積作為所述粒子第二次迭代的個體優勢位置；

根據PID控制器控制參數值得到優化后的時鐘偏差值，并結合卡爾曼濾波對時鐘飄移和時鐘偏差進行濾波，完成對系統的預測和補償，包括：

根據所述PID控制器的控制參數值，由所述PID控制器的主節點采用跟隨消息包形式將同步消息包發送至從節點，得到同步消息包到達時刻相對主時鐘的到達時間，同時所述主節點接收到所述從節點發送出的延時消息包，并以響應消息包的形式將所述延時消息包的到達時間返回至所述從節點，得到對應的所述延時消息包的發送時間；

根據PID控制器控制參數值得到優化后的時鐘偏差值，并結合卡爾曼濾波對時鐘飄移和時鐘偏差進行濾波，完成對系統的預測和補償，還包括：

根據所述到達時間和所述發送時間中的4個時間戳數據，計算出對應的時鐘偏差和時鐘飄移，同時結合獲取的多個不確定度，并利用雙補償卡爾曼濾波對得到的雙補償表達式進行預測和補償更新。

2.如權利要求1所述的基于IEEE1588協議的雙補償時鐘同步方法，其特征在于，根據所述適應度值對種群參數進行迭代更新，直至達到設定的同步精度，得到對應的優勢個體，包括：

獲取PID控制器控制參數的解集范圍，并對種群參數、敏感粒子位置和粒子群規模初始化，同時設定迭代次數閾值后，根據利用指定的適應度函數計算出的每個粒子的適應度值，得到優勢個體粒子。

3.如權利要求2所述的基于IEEE1588協議的雙補償時鐘同步方法，其特征在于，根據所述適應度值對種群參數進行迭代更新，直至達到設定的同步精度，得到對應的優勢個體，還包括：

按照粒子更新公式更新所述敏感粒子位置后，計算出對應的敏感粒子適應度值，同時利用改進后的粒子群算法計算出對應的迭代適應度值。

4.如權利要求3所述的基于IEEE1588協議的雙補償時鐘同步方法，其特征在于，計算出對應的所述迭代適應度值后，所述方法還包括：

若所述迭代適應度值變化量大于或等于變化閾值時，按照更新比例，重新初始化種群中的粒子位置和粒子速度，直至所述變化量小于所述變化閾值后，循環迭代計算每個粒子的適應度值，直至所述粒子種群中無下一個所述優勢個體粒子或迭代次數達到所述迭代次數閾值，得到對應的優勢個體和所述PID控制器控制參數值。